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JP6946964B2 - Robot joint structure - Google Patents

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JP6946964B2
JP6946964B2 JP2017222517A JP2017222517A JP6946964B2 JP 6946964 B2 JP6946964 B2 JP 6946964B2 JP 2017222517 A JP2017222517 A JP 2017222517A JP 2017222517 A JP2017222517 A JP 2017222517A JP 6946964 B2 JP6946964 B2 JP 6946964B2
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Description

本発明は、ロボットの関節構造、特にロボットハンドの指構造に関する。 The present invention relates to a robot joint structure, particularly a robot hand finger structure.

ロボットによる複雑な作業を可能にするために人の手を模したロボットハンドが開発されており、対象物である被把持部材を把持した際にロボットハンドの指が当該被把持部材の外形になじむようにされているものがある。 A robot hand that imitates a human hand has been developed to enable complicated work by a robot, and when a gripped member that is an object is gripped, the fingers of the robot hand fit into the outer shape of the gripped member. There is something that is done.

例えば、特許文献1のロボットハンドの指構造は、第1の指プレート、第2の指プレート及び第3の指プレートを備えている。第1の指プレートと第2の指プレートとは、指が屈曲するのに従って伸展する側に復元力を発現するトーションバネを介して回転可能に接続されている。また、第2の指プレートと第3の指プレートとも、指が屈曲するのに従って伸展する側に復元力を発現するトーションバネを介して回転可能に接続されている。 For example, the finger structure of the robot hand of Patent Document 1 includes a first finger plate, a second finger plate, and a third finger plate. The first finger plate and the second finger plate are rotatably connected via a torsion spring that exerts a restoring force on the side that extends as the finger bends. Further, the second finger plate and the third finger plate are also rotatably connected via a torsion spring that exerts a restoring force on the side that extends as the finger bends.

このような指構造は、例えば、指が伸展した状態で第1の指プレートが被把持部材に接触すると、第2の指プレート及び第3の指プレートが被把持部材を把持するように動作し、指が被把持部材になじむ構成とされている。 Such a finger structure operates so that, for example, when the first finger plate comes into contact with the gripped member while the finger is extended, the second finger plate and the third finger plate grip the gripped member. , The structure is such that the finger fits into the member to be gripped.

特開2002−103269号公報JP-A-2002-103269

特許文献1のロボットハンドの指構造は、指が屈曲するのに従って伸展する側に復元力を発現するトーションバネによって、第1の指プレートと第2の指プレート、及び第2の指プレートと第3の指プレートとが接続されている。そのため、特許文献1のロボットハンドの指構造で被把持部材を把持するためには、トーションバネの復元力に打ち勝つ駆動力が必要であり、指を動作させるためのサーボモータなどのアクチュエータが大型化する課題を有する。 In the finger structure of the robot hand of Patent Document 1, a first finger plate and a second finger plate, and a second finger plate and a second finger plate are provided by a torsion spring that exerts a restoring force on the side that extends as the finger bends. 3 finger plates are connected. Therefore, in order to grip the gripped member with the finger structure of the robot hand of Patent Document 1, a driving force that overcomes the restoring force of the torsion spring is required, and an actuator such as a servomotor for operating the finger becomes large. Have a task to do.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ロボットにおける関節を動作させるためのアクチュエータの小型化に寄与するロボットの関節構造を実現する。 The present invention has been made in view of such problems, and realizes a robot joint structure that contributes to miniaturization of an actuator for operating a joint in the robot.

本発明の一態様に係るロボットの関節構造は、
アクチュエータによって第1の回転軸回りに回転可能な第1のリンクと、
前記第1のリンクに対して前記第1の回転軸回りに回転可能な第2のリンクと、
前記第1のリンクに対して第2の回転軸回りに回転可能な第3のリンクと、
前記第2のリンクに対して第3の回転軸回りに回転可能で、且つ前記第3のリンクに対して第4の回転軸回りに回転可能な第4のリンクと、
を有し、前記第1の回転軸と前記第2の回転軸と前記第3の回転軸と前記第4の回転軸とが異なる4節リンク機構を備える、ロボットの関節構造であって、
一方の端部が前記第2のリンクに固定され、他方の端部が前記第3のリンクに固定された第1の弾性部材を備え、
指の伸展状態を初期状態としたとき、前記第1の弾性部材は、前記指が屈曲状態になるのに従って伸長して復元力が増加し、
前記指の初期状態において、前記第1の回転軸が延在する方向と直交する平面上で、前記第2の回転軸の中心を通り、且つ前記第2の回転軸の中心と前記第4の回転軸の中心とを通る第1の直線と直交する第2の直線と、前記第3のリンクと前記第1の弾性部材の他方の端部との固定点と、の間隔は、前記第1の回転軸の中心を通り、且つ前記第1の回転軸の中心と前記第3の回転軸の中心とを通る第3の直線と直交する第4の直線と、前記第2のリンクと前記第1の弾性部材の一方の端部との固定点と、の間隔以上である。
このような構成により、被把持部材を把持する際に第1の弾性部材によって当該被把持部材を把持する側にモーメントが与えられる。そのため、被把持部材を把持する際に、第1の弾性部材の復元力がアクチュエータの駆動力に加算されることになり、小さな駆動力で被把持部材を把持することができる。その結果、ロボットにおける関節を動作させるためのアクチュエータの小型化に寄与できる。
The joint structure of the robot according to one aspect of the present invention is
A first link that can be rotated around the first axis of rotation by an actuator,
A second link that can rotate about the first axis of rotation with respect to the first link,
A third link that can rotate about a second axis of rotation with respect to the first link,
A fourth link that is rotatable about a third rotation axis with respect to the second link and is rotatable about a fourth rotation axis with respect to the third link.
A robot joint structure comprising a four-node link mechanism in which the first rotation axis, the second rotation axis, the third rotation axis, and the fourth rotation axis are different from each other.
It comprises a first elastic member having one end fixed to the second link and the other end fixed to the third link.
When the extended state of the finger is set to the initial state, the first elastic member is extended as the finger is in the bent state, and the restoring force is increased.
In the initial state of the finger, on a plane orthogonal to the direction in which the first rotation axis extends, the center of the second rotation axis passes through the center of the second rotation axis, and the center of the second rotation axis and the fourth rotation axis. The distance between the second straight line orthogonal to the first straight line passing through the center of the rotation axis and the fixing point between the third link and the other end of the first elastic member is the first. A fourth straight line passing through the center of the rotation axis of the above and orthogonal to a third straight line passing through the center of the first rotation axis and the center of the third rotation axis, the second link, and the second. It is equal to or greater than the distance between the fixed point of 1 and the one end of the elastic member.
With such a configuration, when gripping the gripped member, a moment is given to the side gripping the gripped member by the first elastic member. Therefore, when gripping the gripped member, the restoring force of the first elastic member is added to the driving force of the actuator, and the gripped member can be gripped with a small driving force. As a result, it is possible to contribute to the miniaturization of the actuator for operating the joint in the robot.

上記のロボットの関節構造において、前記第1の弾性部材は、樹脂製のリング部材であることが好ましい。
これにより、第1の弾性部材としてコイルバネなどを採用する場合に比べて、設置スペースが狭くてよく、また、安価である。
In the joint structure of the robot, the first elastic member is preferably a resin ring member.
As a result, the installation space may be smaller and the cost is lower than when a coil spring or the like is used as the first elastic member.

上記のロボットの関節構造において、
前記第3のリンクに対して第5の回転軸回りに回転可能な第5のリンクと、
前記第4のリンクに対して第6の回転軸回りに回転可能で、且つ前記第5のリンクに対して第7の回転軸回りに回転可能な第6のリンクと、
を備えることが好ましい。
これにより、被把持部材に対して細かななじみ動作を実現することができる。
In the above robot joint structure
A fifth link that can rotate about a fifth axis of rotation with respect to the third link,
A sixth link that is rotatable about a sixth rotation axis with respect to the fourth link and is rotatable about a seventh rotation axis with respect to the fifth link.
It is preferable to provide.
As a result, it is possible to realize a fine familiar operation with the member to be gripped.

上記のロボットの関節構造において、
一方の端部が前記第4のリンクに固定され、他方の端部が前記第5のリンクに固定された第2の弾性部材を備え、
前記第2の弾性部材は、前記指が屈曲状態になるのに従って伸長して復元力が増加し、
前記指の初期状態において、前記第3の回転軸が延在する方向と直交する平面上で、前記第3の回転軸の中心を通り、且つ前記第3の回転軸の中心と前記第6の回転軸の中心とを通る第5の直線と直交する第6の直線と、前記第5のリンクと前記第2の弾性部材の他方の端部との固定点と、の間隔は、前記第6の直線と、前記第4のリンクと前記第2の弾性部材の一方の端部との固定点と、の間隔以上であることが好ましい。
これにより、第4のリンク及び第6のリンクを回転させる際に、第2の弾性部材の復元力をアクチュエータの駆動力に加算することができる。
In the above robot joint structure
A second elastic member having one end fixed to the fourth link and the other end fixed to the fifth link.
The second elastic member expands as the finger becomes bent, and the restoring force increases.
In the initial state of the finger, on a plane orthogonal to the direction in which the third rotation axis extends, the center of the third rotation axis passes through the center of the third rotation axis, and the center of the third rotation axis and the sixth rotation axis. The distance between the sixth straight line orthogonal to the fifth straight line passing through the center of the rotation axis and the fixing point between the fifth link and the other end of the second elastic member is the sixth. It is preferable that the distance between the straight line and the fixed point between the fourth link and one end of the second elastic member is equal to or greater than the distance between the straight line.
Thereby, when rotating the fourth link and the sixth link, the restoring force of the second elastic member can be added to the driving force of the actuator.

上記のロボットの関節構造において、前記第2の弾性部材は、樹脂製のリング部材であることが好ましい。
これにより、第2の弾性部材としてコイルバネなどを採用する場合に比べて、設置スペースが狭くてよく、また、安価である。
In the joint structure of the robot, the second elastic member is preferably a resin ring member.
As a result, the installation space may be smaller and the cost is lower than when a coil spring or the like is used as the second elastic member.

本発明によれば、ロボットにおける関節を動作させるためのアクチュエータの小型化に寄与できる。 According to the present invention, it is possible to contribute to the miniaturization of the actuator for operating the joint in the robot.

実施の形態1のロボットの関節構造を採用した指の初期状態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the initial state of the finger which adopted the joint structure of the robot of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のロボットの関節構造を採用した指の分解図である。It is an exploded view of the finger which adopted the joint structure of the robot of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のロボットの関節構造を採用した指で被把持部材を把持する際のなじみ動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the familiar operation at the time of grasping a member to be grasped with the finger which adopted the joint structure of the robot of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のロボットの関節構造を採用した指で被把持部材を把持する際のなじみ動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the familiar operation at the time of grasping a member to be grasped with the finger which adopted the joint structure of the robot of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のロボットの関節構造を採用した指で被把持部材を把持する際のなじみ動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the familiar operation at the time of grasping a member to be grasped with the finger which adopted the joint structure of the robot of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のロボットの関節構造を採用した指で被把持部材を把持する際のなじみ動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the familiar operation at the time of grasping a member to be grasped with the finger which adopted the joint structure of the robot of Embodiment 1. FIG. 特許文献1のロボットハンドの指構造を採用した指で被把持部材を把持する際の弾性部材の力学特性を示す図である。It is a figure which shows the mechanical property of the elastic member at the time of grasping the gripped member by the finger which adopted the finger structure of the robot hand of Patent Document 1. FIG. 実施の形態1のロボットの関節構造を採用した指で被把持部材を把持する際の弾性部材の力学特性を示す図である。It is a figure which shows the mechanical property of the elastic member at the time of grasping the gripped member by the finger which adopted the joint structure of the robot of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の弾性部材の復元力の働きを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the function of the restoring force of the elastic member of Embodiment 1. FIG. 実施の形態2のロボットの関節構造を採用した指で被把持部材を把持する際の弾性部材の力学特性を示す図である。It is a figure which shows the mechanical property of the elastic member at the time of grasping the gripped member by the finger which adopted the joint structure of the robot of Embodiment 2. FIG. 実施の形態3のロボットハンドの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the robot hand of Embodiment 3. 実施の形態3のロボットハンドの示指を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the index finger of the robot hand of Embodiment 3. 実施の形態3のロボットハンドの示指の弾性部材の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement of the elastic member of the index finger of the robot hand of Embodiment 3. FIG. 実施の形態3のロボットハンドの拇指を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the thumb of the robot hand of Embodiment 3. 図11のXV部分の拡大図である。It is an enlarged view of the XV part of FIG.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Further, in order to clarify the explanation, the following description and drawings have been simplified as appropriate.

<実施の形態1>
先ず、本実施の形態のロボットの関節構造を採用した指の構成を説明する。図1は、本実施の形態のロボットの関節構造を採用した指の初期状態を模式的に示す斜視図である。図2は、本実施の形態のロボットの関節構造を採用した指の分解図である。
<Embodiment 1>
First, the configuration of a finger adopting the joint structure of the robot of the present embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an initial state of a finger adopting the joint structure of the robot of the present embodiment. FIG. 2 is an exploded view of a finger adopting the joint structure of the robot of the present embodiment.

本実施の形態のロボットの関節構造は、例えば、人の手を模したロボットハンドの指に好適に採用することができる。本実施の形態のロボットの関節構造を採用した指1は、図1及び図2に示すように、第1のリンク2、第2のリンク3、第3のリンク4、第4のリンク5、第5のリンク6、第6のリンク7及びコイルバネなどの弾性部材8を備えており、図示を省略した手掌部に回転可能に接続されている。 The joint structure of the robot of the present embodiment can be suitably adopted for, for example, the fingers of a robot hand that imitates a human hand. As shown in FIGS. 1 and 2, the finger 1 adopting the joint structure of the robot of the present embodiment has a first link 2, a second link 3, a third link 4, and a fourth link 5. An elastic member 8 such as a fifth link 6, a sixth link 7, and a coil spring is provided, and is rotatably connected to a palm portion (not shown).

ここで、以下の説明では、説明を明確にするために、3次元(XYZ)座標系を用いて、指1が伸展状態である初期状態での当該指1の構成を説明する。なお、X軸−側が指1の付け根側であり、X軸+側が指1の先端側である。また、Z軸−側が手の平側であり、Z軸+側が手の甲側である。 Here, in the following description, in order to clarify the explanation, the configuration of the finger 1 in the initial state in which the finger 1 is in the extended state will be described using a three-dimensional (XYZ) coordinate system. The X-axis − side is the base side of the finger 1, and the X axis + side is the tip side of the finger 1. The Z-axis-side is the palm side, and the Z-axis + side is the back side of the hand.

第1のリンク2は、手掌部に設けられたサーボモータなどのアクチュエータ(図示を省略)によって回転駆動する原動節である。例えば、第1のリンク2は、Y軸方向の厚さが薄く、XZ平面において短手の長さに対する長手の長さの比率が大きい略矩形状のプレート部材を基本形態としており、X軸に対して30°程度Z軸+側に傾斜している。第1のリンク2は、当該第1のリンク2の一方の端部からY軸+側に突出する第1の回転軸2aを備えている。第1の回転軸2aは、アクチュエータから回転トルクが伝達可能に当該アクチュエータの回転軸に接続されている。 The first link 2 is a driving node that is rotationally driven by an actuator (not shown) such as a servomotor provided on the palm. For example, the first link 2 has a substantially rectangular plate member having a thin thickness in the Y-axis direction and a large ratio of the longitudinal length to the lateral length in the XZ plane as a basic form. On the other hand, it is inclined to the Z-axis + side by about 30 °. The first link 2 includes a first rotation shaft 2a projecting from one end of the first link 2 to the Y-axis + side. The first rotary shaft 2a is connected to the rotary shaft of the actuator so that the rotary torque can be transmitted from the actuator.

第1のリンク2は、当該第1のリンク2の他方の端部からY軸−側に突出する第2の回転軸2bを備えている。このような第1のリンク2は、アクチュエータの回転トルクが第1の回転軸2aに伝達されることによって第1の回転軸2a回りに回転する。 The first link 2 includes a second rotating shaft 2b that projects from the other end of the first link 2 to the Y-axis − side. Such a first link 2 rotates around the first rotation shaft 2a by transmitting the rotation torque of the actuator to the first rotation shaft 2a.

第2のリンク3は、第1のリンク2に対して当該第1のリンク2に設けられた第1の回転軸2a回りに回転可能に接続されている。例えば、第2のリンク3は、Y軸方向に厚さが薄く、XZ平面において短手の長さに対する長手の長さの比率が大きい略矩形状のプレート部材を基本形態としており、当該第2のリンク3の長手方向は、略X軸方向に延在している。 The second link 3 is rotatably connected to the first link 2 around the first rotation shaft 2a provided on the first link 2. For example, the second link 3 is based on a substantially rectangular plate member having a thin thickness in the Y-axis direction and a large ratio of the longitudinal length to the lateral length in the XZ plane. The longitudinal direction of the link 3 extends in the substantially X-axis direction.

第2のリンク3は、当該第2のリンク3の一方の端部に第1の貫通孔3aを備えており、当該第1の貫通孔3aに第1のリンク2の第1の回転軸2aが通されている。そして、第2のリンク3は、当該第2のリンク3の他方の端部に第2の貫通孔3bを備えている。 The second link 3 is provided with a first through hole 3a at one end of the second link 3, and the first rotation shaft 2a of the first link 2 is provided in the first through hole 3a. Is passed through. The second link 3 is provided with a second through hole 3b at the other end of the second link 3.

第3のリンク4は、第1のリンク2に対して当該第1のリンク2に設けられた第2の回転軸2b回りに回転可能に接続されている。例えば、第3のリンク4は、Y軸方向から見て、第2のリンク3と略平行であって、且つ第2のリンク3に対して若干Z軸+側に配置されている。そして、第3のリンク4は、Z軸方向から見て、当該第3のリンク4と第2のリンク3とで第1のリンク2を挟み込むように配置されている。 The third link 4 is rotatably connected to the first link 2 around the second rotation shaft 2b provided on the first link 2. For example, the third link 4 is substantially parallel to the second link 3 when viewed from the Y-axis direction, and is arranged slightly on the Z-axis + side with respect to the second link 3. The third link 4 is arranged so as to sandwich the first link 2 between the third link 4 and the second link 3 when viewed from the Z-axis direction.

第3のリンク4は、Y軸方向の厚さが薄く、XZ平面において短手の長さに対する長手の長さの比率が大きい略矩形状のプレート部材を基本形態としており、長手方向であるX軸方向の長さが第2のリンク3と略等しい。そして、第3のリンク4は、当該第3のリンク4の一方の端部に第1の貫通孔4aを備えており、当該第1の貫通孔4aに第1のリンク2の第2の回転軸2bが通されている。また、第3のリンク4は、当該第3のリンク4の他方の端部からY軸+側に突出する回転軸4bを備えている。 The third link 4 is based on a substantially rectangular plate member having a thin thickness in the Y-axis direction and a large ratio of the longitudinal length to the lateral length in the XZ plane, and is X in the longitudinal direction. The axial length is substantially equal to that of the second link 3. The third link 4 is provided with a first through hole 4a at one end of the third link 4, and the second rotation of the first link 2 is provided in the first through hole 4a. The shaft 2b is passed through. Further, the third link 4 includes a rotation shaft 4b protruding from the other end of the third link 4 to the Y-axis + side.

第4のリンク5は、第2のリンク3に対して第4のリンク5に設けられた回転軸5d回りに回転可能で、且つ第3のリンク4に対して第3のリンク4に設けられた回転軸4b回りに回転可能に接続されている。例えば、第4のリンク5は、Z軸方向から見て、第2のリンク3と第3のリンク4との間に配置されている。 The fourth link 5 is rotatable about the rotation axis 5d provided on the fourth link 5 with respect to the second link 3, and is provided on the third link 4 with respect to the third link 4. It is rotatably connected around the rotating shaft 4b. For example, the fourth link 5 is arranged between the second link 3 and the third link 4 when viewed from the Z-axis direction.

第4のリンク5は、Y軸方向の厚さが薄く、詳細を後述するようにY軸方向から見て屈曲するプレート部材を基本形態としており、第1の部分5a及び第2の部分5bを備えている。第1の部分5aは、第1のリンク2と略等しい長さを有し、Y軸方向から見て、第1のリンク2と略平行に配置されている。 The fourth link 5 has a basic form of a plate member that is thin in the Y-axis direction and bends when viewed from the Y-axis direction, as will be described in detail later. I have. The first portion 5a has a length substantially equal to that of the first link 2, and is arranged substantially parallel to the first link 2 when viewed from the Y-axis direction.

詳細には、第4のリンク5は、第1の部分5aと第2の部分5bとの屈曲起点部にて第1の部分5aが第2の部分5bに対して30°程度Z軸+側に屈曲している。そして、第4のリンク5は、第1の部分5aの先端部に第1の貫通孔5cを備えており、第1の貫通孔5cに第3のリンク4の回転軸4bが通されている。また、第4のリンク5は、当該屈曲起点部にY軸+側に突出する回転軸5dを備えている。回転軸5dは、第2のリンク3の第2の貫通孔3bに通されている。 Specifically, in the fourth link 5, the first portion 5a is on the Z-axis + side of about 30 ° with respect to the second portion 5b at the bending starting point portion of the first portion 5a and the second portion 5b. It is bent to. The fourth link 5 is provided with a first through hole 5c at the tip of the first portion 5a, and the rotation shaft 4b of the third link 4 is passed through the first through hole 5c. .. Further, the fourth link 5 is provided with a rotation shaft 5d projecting to the Y-axis + side at the bending starting point. The rotating shaft 5d is passed through the second through hole 3b of the second link 3.

これにより、第1のリンク2と、第2のリンク3と、第3のリンク4と、第4のリンク5の第1の部分5aと、で4節の平行リンク機構9を形成しており、当該平行リンク機構9の回転動作に伴って、第4のリンク5の第2の部分5bが回転軸5d回りに回転することになる。第2の部分5bは、略X軸方向に延在しており、第2の部分5bの先端部に第2の貫通孔5eを備えている。 As a result, the first link 2, the second link 3, the third link 4, and the first portion 5a of the fourth link 5 form a four-section parallel link mechanism 9. As the parallel link mechanism 9 rotates, the second portion 5b of the fourth link 5 rotates around the rotation axis 5d. The second portion 5b extends substantially in the X-axis direction, and is provided with a second through hole 5e at the tip end portion of the second portion 5b.

但し、本実施の形態では、第1のリンク2と、第2のリンク3と、第3のリンク4と、第4のリンク5の第1の部分5aと、で4節の平行リンク機構9を構成しているが、第1のリンク2と、第2のリンク3と、第3のリンク4と、第4のリンク5の第1の部分5aと、で閉リンクを構成する4節リンク機構であればよい。 However, in the present embodiment, the first link 2, the second link 3, the third link 4, and the first portion 5a of the fourth link 5 are the parallel link mechanism 9 of section 4. However, the first link 2, the second link 3, the third link 4, and the first part 5a of the fourth link 5 form a closed link. It may be a mechanism.

第5のリンク6は、第3のリンク4に対して第5のリンク6に設けられた第1の回転軸6a回りに回転可能に接続されている。例えば、第5のリンク6は、Y軸方向から見て第4のリンク5に対して若干Z軸+側に配置され、且つZ軸方向から見て第3のリンク4に対してY軸−側に配置されている。 The fifth link 6 is rotatably connected to the third link 4 around the first rotation shaft 6a provided on the fifth link 6. For example, the fifth link 6 is arranged slightly on the Z-axis + side with respect to the fourth link 5 when viewed from the Y-axis direction, and the Y-axis-with respect to the third link 4 when viewed from the Z-axis direction. It is located on the side.

第5のリンク6は、Y軸方向の厚さが薄く、XZ平面において短手の長さに対する長手の長さの比率が大きい略矩形状のプレート部材を基本形態としている。そして、第5のリンク6は、当該第5のリンク6の一方の端部にY軸+側に突出する第1の回転軸6aを備えており、第1の回転軸6aは、第3のリンク4におけるZ軸+側に突出する突出部4cに形成された第2の貫通孔4dに通されている。また、第5のリンク6は、当該第5のリンク6の他方の端部にY軸+側に突出する第2の回転軸6bを備えている。 The fifth link 6 has a substantially rectangular plate member having a thin thickness in the Y-axis direction and a large ratio of the longitudinal length to the lateral length in the XZ plane as a basic form. The fifth link 6 is provided with a first rotating shaft 6a projecting to the Y-axis + side at one end of the fifth link 6, and the first rotating shaft 6a is a third. It is passed through a second through hole 4d formed in a protruding portion 4c protruding to the Z-axis + side of the link 4. Further, the fifth link 6 is provided with a second rotating shaft 6b projecting to the Y-axis + side at the other end of the fifth link 6.

第6のリンク7は、第4のリンク5に対して第6のリンク7に設けられた回転軸7d回りに回転可能で、且つ第5のリンク6に対して当該第5のリンク6に設けられた第2の回転軸6b回りに回転可能に接続されている。例えば、第6のリンク7は、Z軸方向から見て、第4のリンク5と第5のリンク6との間に配置されている。 The sixth link 7 is rotatable about the rotation axis 7d provided on the sixth link 7 with respect to the fourth link 5, and is provided on the fifth link 6 with respect to the fifth link 6. It is rotatably connected around the second rotating shaft 6b. For example, the sixth link 7 is arranged between the fourth link 5 and the fifth link 6 when viewed from the Z-axis direction.

第6のリンク7は、Y軸方向の厚さが薄く、詳細を後述するようにY軸方向から見て屈曲するプレート部材を基本形態としており、第1の部分7a及び第2の部分7bを備えている。第1の部分7aは、第1のリンク2と略等しい長さを有し、Y軸方向から見て、第1のリンク2と略平行に配置されている。第2の部分7bは、略X軸方向に延在している。 The sixth link 7 has a basic form of a plate member that is thin in the Y-axis direction and bends when viewed from the Y-axis direction, as will be described in detail later. I have. The first portion 7a has a length substantially equal to that of the first link 2, and is arranged substantially parallel to the first link 2 when viewed from the Y-axis direction. The second portion 7b extends substantially in the X-axis direction.

つまり、第6のリンク7は、第1の部分7aと第2の部分7bとの屈曲起点部にて第1の部分7aが第2の部分7bに対して30°程度Z軸+側に屈曲している。そして、第6のリンク7は、第1の部分7aの先端部に貫通孔7cを備えており、貫通孔7cに第5のリンク6の第2の回転軸6bが通されている。また、第6のリンク7は、当該屈曲起点部にY軸+側に突出する回転軸7dを備えている。回転軸7dは、第4のリンク5の第2の貫通孔5eに通されている。 That is, in the sixth link 7, the first portion 7a is bent to the Z-axis + side by about 30 ° with respect to the second portion 7b at the bending starting point portion of the first portion 7a and the second portion 7b. doing. The sixth link 7 is provided with a through hole 7c at the tip of the first portion 7a, and the second rotation shaft 6b of the fifth link 6 is passed through the through hole 7c. Further, the sixth link 7 is provided with a rotation shaft 7d projecting to the Y-axis + side at the bending starting point. The rotating shaft 7d is passed through the second through hole 5e of the fourth link 5.

このような第1のリンク2、第2のリンク3、第3のリンク4、第4のリンク5、第5のリンク6及び第6のリンク7の初期状態においては、第1のリンク2に対する第2のリンク3の回転軸である当該第1のリンク2の第1の回転軸2aの中心Oと、第2のリンク3に対する第4のリンク5の回転軸5dの中心Oと、第4のリンク5に対する第6のリンク7の回転軸7dの中心Oと、が略X軸上に配置される。 In the initial state of such a first link 2, a second link 3, a third link 4, a fourth link 5, a fifth link 6 and a sixth link 7, the first link 2 is used. The center O 1 of the first rotation axis 2a of the first link 2, which is the rotation axis of the second link 3, and the center O 2 of the rotation axis 5d of the fourth link 5 with respect to the second link 3. the center O 3 of the rotary shaft 7d of the sixth link 7 relative to the fourth link 5, but is disposed substantially on the X axis.

そして、第1のリンク2、第2のリンク3、第3のリンク4、第4のリンク5、第5のリンク6及び第6のリンク7の初期状態においては、第2のリンク3におけるZ軸−側の辺と、第4のリンク5における第2の部分5bのZ軸−側の辺と、第6のリンク7における第2の部分7bのZ軸−側の辺と、が略X軸上に配置される。 Then, in the initial state of the first link 2, the second link 3, the third link 4, the fourth link 5, the fifth link 6 and the sixth link 7, the Z in the second link 3 The axis-side side, the Z-axis-side side of the second portion 5b in the fourth link 5, and the Z-axis-side side of the second portion 7b in the sixth link 7 are approximately X. Placed on the axis.

つまり、第1のリンク2、第2のリンク3、第3のリンク4、第4のリンク5、第5のリンク6及び第6のリンク7の初期状態においては、第2のリンク3と、第4のリンク5の第2の部分5bと、第6のリンク7の第2の部分7bとは、X軸方向に略真っ直ぐに配置される。ここで、第2のリンク3は、指1の基節を成し、第4のリンク5の第2の部分5bは、指1の中節を成し、第6のリンク7の第2の部分7bは、末節を成す。 That is, in the initial state of the first link 2, the second link 3, the third link 4, the fourth link 5, the fifth link 6 and the sixth link 7, the second link 3 and The second portion 5b of the fourth link 5 and the second portion 7b of the sixth link 7 are arranged substantially straight in the X-axis direction. Here, the second link 3 forms the proximal phalanx of the finger 1, the second portion 5b of the fourth link 5 forms the middle phalanx of the finger 1, and the second link 7 of the sixth link 7. Part 7b forms the end section.

弾性部材8は、例えば、コイルバネである。弾性部材8の一方の端部は、第2のリンク3に固定されている。弾性部材8の他方の端部は、第3のリンク4に固定されている。このような弾性部材8は、Y軸方向から見て、第2のリンク3におけるZ軸+側の辺に形成された切り欠き部3c、及び第3のリンク4におけるZ軸−側の辺に形成された切り欠き部4eに収容されている。但し、弾性部材8は、コイルバネに限らずに他の弾性部材でもよく、引っ張りバネやねじりバネなどを用いることもできる。 The elastic member 8 is, for example, a coil spring. One end of the elastic member 8 is fixed to the second link 3. The other end of the elastic member 8 is fixed to the third link 4. Such an elastic member 8 is formed on the notch portion 3c formed on the Z-axis + side side of the second link 3 and on the Z-axis − side side of the third link 4 when viewed from the Y-axis direction. It is housed in the formed notch portion 4e. However, the elastic member 8 is not limited to the coil spring, and may be another elastic member, and a tension spring, a torsion spring, or the like can also be used.

ここで、本実施の形態の弾性部材8は、詳細は後述するが、指1が初期状態から屈曲状態になるのに従って伸長して復元力が増加するように、指1の初期状態において、XZ平面上で、第1のリンク2に対する第3のリンク4の回転軸である当該第1のリンク2の第2の回転軸2bの中心Oを通り、且つ中心Oと第3のリンク4に対する第4のリンク5の回転軸である当該第3のリンク4の回転軸4bの中心Oとを通る第1の直線Lと直交する第2の直線Lと、弾性部材8の他方の端部と第3のリンク4との固定点Jと、の間隔Rが、中心Oを通り、且つ中心Oと中心Oとを通る第3の直線Lと直交する第4の直線Lと、弾性部材8の一方の端部と第2のリンク3との固定点Jと、の間隔R以上となるように配置される(図3を参照)。つまり、指1の初期状態において、弾性部材8は、第1のリンク2に対してX軸+側に傾斜する。 Here, the elastic member 8 of the present embodiment will be described in detail later, but in the initial state of the finger 1, the XZ is extended so that the restoring force increases as the finger 1 changes from the initial state to the bent state. On a plane, it passes through the center O 4 of the second rotation axis 2b of the first link 2, which is the rotation axis of the third link 4 with respect to the first link 2, and the center O 4 and the third link 4 A second straight line L 2 orthogonal to the first straight line L 1 passing through the center O 5 of the rotation axis 4b of the third link 4, which is the rotation axis of the fourth link 5, and the other of the elastic members 8. the a fixed point J 1 of the end portion and the third link 4, the distance R 1 of the passes through the center O 1, to and perpendicular to the center O 1 and the center O 2 and the third straight line L 3 through the It is arranged so that the distance R 2 or more between the straight line L 4 of 4 and the fixed point J 2 between one end of the elastic member 8 and the second link 3 (see FIG. 3). That is, in the initial state of the finger 1, the elastic member 8 is inclined to the X-axis + side with respect to the first link 2.

次に、本実施の形態のロボットの関節構造を採用した指1で被把持部材を把持する際のなじみ動作を説明する。ここで、なじみ動作とは、指1が被把持部材の外形に倣うように動作することである。なお、以下の説明では、図3乃至図6の図示においてリンクの反時計回りの回転方向を正方向とし、時計回りの回転方向を負方向として説明する。 Next, a familiar operation when the gripped member is gripped by the finger 1 adopting the joint structure of the robot of the present embodiment will be described. Here, the familiar operation means that the finger 1 operates so as to imitate the outer shape of the member to be gripped. In the following description, in the illustration of FIGS. 3 to 6, the counterclockwise rotation direction of the link will be the positive direction, and the clockwise rotation direction will be the negative direction.

図3乃至図6は、本実施の形態のロボットの関節構造を採用した指で被把持部材を把持する際のなじみ動作を説明するための図である。図3に示すように、指1はX軸+方向に伸展させた状態を初期状態とする。次に、アクチュエータ(サーボモータ)を駆動させ、第1のリンク2の第1の回転軸2a回りに当該第1のリンク2を正方向に回転させる。つまり、指1が伸展した状態で、第1の回転軸2a回りに指1を被把持部材10の側に近づけるように回転させる。すると、図4に示すように、第2のリンク3が被把持部材10に接触する。 3 to 6 are views for explaining a familiar operation when the gripped member is gripped by a finger adopting the joint structure of the robot of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the initial state of the finger 1 is the state in which the finger 1 is extended in the X-axis + direction. Next, the actuator (servomotor) is driven to rotate the first link 2 in the positive direction around the first rotation axis 2a of the first link 2. That is, with the finger 1 extended, the finger 1 is rotated around the first rotation axis 2a so as to be closer to the side of the member to be gripped 10. Then, as shown in FIG. 4, the second link 3 comes into contact with the gripped member 10.

この状態から、更にアクチュエータを駆動させると、図5に示すように、第2のリンク3の動作が被把持部材10で規制された状態で、即ち、第2のリンク3が静止節となった状態で、平行リンク機構9が正方向に回転する。これにより、第4のリンク5の回転軸5d回りに当該第4のリンク5の第2の部分5bが正方向に回転して、被把持部材10に近づくと共に、第6のリンク7の回転軸7d回りに当該第6のリンク7の第2の部分7bが正方向に回転して、被把持部材10に近づく。 When the actuator is further driven from this state, as shown in FIG. 5, the operation of the second link 3 is restricted by the gripped member 10, that is, the second link 3 becomes a stationary node. In this state, the parallel link mechanism 9 rotates in the positive direction. As a result, the second portion 5b of the fourth link 5 rotates in the positive direction around the rotation axis 5d of the fourth link 5 and approaches the gripped member 10, and the rotation axis of the sixth link 7 The second portion 7b of the sixth link 7 rotates in the positive direction around 7d and approaches the gripped member 10.

そして、更にアクチュエータを駆動させると、図6に示すように、第2のリンク3が静止節となった状態で、平行リンク機構9が正方向に回転する。これにより、第4のリンク5の回転軸5d回りに当該第4のリンク5の第2の部分5bが正方向に回転して、被把持部材10に接触すると共に、第6のリンク7の回転軸7d回りに当該第6のリンク7の第2の部分7bが正方向に回転して、被把持部材10に接触する。これにより、指1を被把持部材10の外形になじませることができる。 Then, when the actuator is further driven, as shown in FIG. 6, the parallel link mechanism 9 rotates in the positive direction in a state where the second link 3 is a stationary node. As a result, the second portion 5b of the fourth link 5 rotates in the positive direction around the rotation axis 5d of the fourth link 5, comes into contact with the gripped member 10, and rotates the sixth link 7. The second portion 7b of the sixth link 7 rotates in the positive direction around the shaft 7d and comes into contact with the gripped member 10. As a result, the finger 1 can be adapted to the outer shape of the gripped member 10.

このような指1のなじみ動作において、上述のように、弾性部材8は、指1が初期状態から屈曲状態になるのに従って伸長して復元力が増加する。つまり、弾性部材8は、指1が被把持部材10を把持する側に当該指1のなじみ動作を付勢する。 In such a familiar operation of the finger 1, as described above, the elastic member 8 expands as the finger 1 changes from the initial state to the bent state, and the restoring force increases. That is, the elastic member 8 urges the familiar operation of the finger 1 on the side where the finger 1 grips the member 10 to be gripped.

次に、本実施の形態のロボットの関節構造を採用した指1で被把持部材10を把持する際の弾性部材8の復元力の働きを説明する。先ず、比較例として、特許文献1のロボットハンドの指構造を採用した指100で被把持部材10を把持する際の弾性部材101の復元力の働きを説明する。図7は、特許文献1のロボットハンドの指構造を採用した指で被把持部材を把持する際の弾性部材の力学特性を示す図である。 Next, the function of the restoring force of the elastic member 8 when the gripped member 10 is gripped by the finger 1 adopting the joint structure of the robot of the present embodiment will be described. First, as a comparative example, the function of the restoring force of the elastic member 101 when the gripped member 10 is gripped by the finger 100 adopting the finger structure of the robot hand of Patent Document 1 will be described. FIG. 7 is a diagram showing the mechanical properties of the elastic member when the gripped member is gripped by a finger adopting the finger structure of the robot hand of Patent Document 1.

ここで、特許文献1の指100は、本実施の形態の指1の弾性部材8の力学特性と特許文献1の指100の弾性部材101の力学特性との相違を解り易くするために、本実施の形態の指1のリンク構造と等しいリンク構造を採用しており、弾性部材101の配置が異なる。そのため、図7では、本実施の形態の指1と対応するリンクに等しい符号を付している。 Here, the finger 100 of Patent Document 1 is described in order to make it easier to understand the difference between the mechanical characteristics of the elastic member 8 of the finger 1 of the present embodiment and the mechanical characteristics of the elastic member 101 of the finger 100 of Patent Document 1. A link structure equivalent to the link structure of the finger 1 of the embodiment is adopted, and the arrangement of the elastic members 101 is different. Therefore, in FIG. 7, a reference numeral equal to the link corresponding to the finger 1 of the present embodiment is attached.

特許文献1の指100においては、図7に示すように、指100が伸展する側に復元力を発現するように、弾性部材101が第2のリンク3の一方の端部に形成された突出部3dと手掌部102との間に配置されている。 In the finger 100 of Patent Document 1, as shown in FIG. 7, the elastic member 101 is formed at one end of the second link 3 so as to exert a restoring force on the extension side of the finger 100. It is arranged between the portion 3d and the palm portion 102.

このような特許文献1の指100を用いて被把持部材10を手掌部102とで把持する際の第1のリンク2の第1の回転軸2a回りのモーメントt12は、以下の<式1>で表すことができる。
<式1> t12=−fr
但し、fは、弾性部材101の復元力であり、rは、弾性部材101の伸縮方向と直交する方向での、中心Oと、弾性部材101と第2のリンク3の突出部3dとの固定点jと、の間隔である。
The moment t 12 around the first rotation axis 2a of the first link 2 when the gripped member 10 is gripped by the palm portion 102 by using the finger 100 of Patent Document 1 is described in the following <Equation 1 Can be represented by>.
<Equation 1> t 12 = -fr
Where, f is the restoring force of the elastic member 101, r is in a direction perpendicular to the stretching direction of the elastic member 101, the center O 1, an elastic member 101 of the projecting portion 3d of the second link 3 This is the distance between the fixed point j and the fixed point j.

このようなモーメントt12はアクチュエータの駆動力Pに対して逆方向に作用することになる。そのため、アクチュエータによる駆動力Pを指100に与えた場合、指100が被把持部材10に与えるモーメントは、以下の<式2>で表すことができる。
<式2> P+t12=P−fr
Such a moment t 12 acts in the opposite direction to the driving force P of the actuator. Therefore, when the driving force P by the actuator is applied to the finger 100, the moment given by the finger 100 to the gripped member 10 can be expressed by the following <Equation 2>.
<Equation 2> P + t 12 = P-fr

図8は、本実施の形態のロボットの関節構造を採用した指で被把持部材を把持する際の弾性部材の力学特性を示す図である。図9は、本実施の形態の弾性部材の復元力の働きを説明するための図である。ちなみに、図9では、図5での指1の状態を実線で示し、図5での指1の状態において被把持部材10が除去され、弾性部材8の復元力によって伸展状態とされた指1を一点鎖線で示している。 FIG. 8 is a diagram showing the mechanical characteristics of the elastic member when the gripped member is gripped by a finger adopting the joint structure of the robot of the present embodiment. FIG. 9 is a diagram for explaining the function of the restoring force of the elastic member of the present embodiment. Incidentally, in FIG. 9, the state of the finger 1 in FIG. 5 is shown by a solid line, and in the state of the finger 1 in FIG. 5, the gripped member 10 is removed, and the finger 1 is extended by the restoring force of the elastic member 8. Is indicated by a alternate long and short dash line.

図8に示すように、本実施の形態の指1を用いて被把持部材10を手掌部11とで把持する場合、第1のリンク2の第1の回転軸2a回りのモーメントT12は、以下の<式3>で表すことができる。
<式3> T12=F(R−R
但し、Fは、弾性部材8の復元力Fにおける第3の直線Lと直交する方向の分力である。また、Rは、第4の直線Lと固定点Jとの間隔である。
As shown in FIG. 8, when the gripped member 10 is gripped by the palm portion 11 using the fingers 1 of the present embodiment, the moment T 12 around the first rotation axis 2a of the first link 2 is set. It can be expressed by the following <Equation 3>.
<Equation 3> T 12 = F c (R 3- R 2 )
However, F c is a component force in the direction orthogonal to the third straight line L 3 in the restoring force F of the elastic member 8. Further, R 3 is an interval between the fourth straight line L 4 and the fixed point J 1.

そして、本実施の形態の指1は、上述のように指1の初期状態においてR>Rの関係であるため、第1のリンク2を第1の回転軸2a回りに回転させると、R>Rの関係が成り立つようになり、指1のなじみ動作中は、被把持部材10に指1を押し付ける方向のモーメントが発生することになる。つまり、図9に示すように、弾性部材8によって指1を伸展状態に戻そうとする復元力が指1に働くことになる。そのため、アクチュエータによる駆動力Pを指1に与えた場合、指1が被把持部材10に与えるモーメントは、以下の<式4>で表すことができる。
<式4> P+T12=P+F(R−R
Since the finger 1 of the present embodiment has a relationship of R 1 > R 2 in the initial state of the finger 1 as described above, when the first link 2 is rotated around the first rotation axis 2a, The relationship of R 3 > R 2 is established, and a moment in the direction of pressing the finger 1 against the gripped member 10 is generated during the familiar operation of the finger 1. That is, as shown in FIG. 9, the elastic member 8 exerts a restoring force on the finger 1 to return the finger 1 to the extended state. Therefore, when the driving force P by the actuator is applied to the finger 1, the moment given by the finger 1 to the gripped member 10 can be expressed by the following <Equation 4>.
<Equation 4> P + T 12 = P + F c (R 3- R 2 )

このように特許文献1の指100は、被把持部材10を把持する際に弾性部材101によって当該被把持部材10を把持する側に対して逆側にモーメントが与えられる。そのため、指100で被把持部材10を把持する際に、弾性部材101の復元力はアクチュエータの駆動力Pから減算されることになる。よって、弾性部材101の復元力に打ち勝つ駆動力Pが必要となり、指100を動作させるためのアクチュエータが大型化する。 As described above, when the finger 100 of Patent Document 1 is gripped by the gripped member 10, a moment is given to the side opposite to the side gripping the gripped member 10 by the elastic member 101. Therefore, when the gripped member 10 is gripped by the finger 100, the restoring force of the elastic member 101 is subtracted from the driving force P of the actuator. Therefore, a driving force P that overcomes the restoring force of the elastic member 101 is required, and the actuator for operating the finger 100 becomes large.

一方、本実施の形態の指1は、被把持部材10を把持する際に弾性部材8によって当該被把持部材10を把持する側にモーメントが与えられる。そのため、指1で被把持部材10を把持する際に、弾性部材8の復元力がアクチュエータの駆動力Pに加算されることになる。よって、特許文献1の指100に対して、小さな駆動力Pで被把持部材10を把持することができる。これにより、本実施の形態の指1で採用したロボットの関節構造は、アクチュエータの小型化に寄与でき、それに伴い、例えば、ロボットハンドを安価に構成でき、しかも軽量化できる。 On the other hand, in the finger 1 of the present embodiment, when the gripped member 10 is gripped, a moment is given to the side gripping the gripped member 10 by the elastic member 8. Therefore, when the gripped member 10 is gripped by the finger 1, the restoring force of the elastic member 8 is added to the driving force P of the actuator. Therefore, the gripped member 10 can be gripped with a small driving force P with respect to the finger 100 of Patent Document 1. As a result, the joint structure of the robot adopted by the finger 1 of the present embodiment can contribute to the miniaturization of the actuator, and accordingly, for example, the robot hand can be inexpensively configured and the weight can be reduced.

また、本実施の形態の指1は、特許文献1の指100に比べて、アクチュエータによって等しい駆動力を与えた場合、大きな把持力を発現させることができ、被把持部材10をしっかりと把持できる。 Further, the finger 1 of the present embodiment can exert a large gripping force when an equal driving force is applied by the actuator as compared with the finger 100 of Patent Document 1, and can firmly grip the gripped member 10. ..

<実施の形態2>
実施の形態1では、第2のリンク3が被把持部材10に接触した際の指1のなじみ動作について説明したが、第4のリンク5の第2の部分5bが被把持部材10に接触した際も同様になじみ動作を実現することができる。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, the familiar operation of the finger 1 when the second link 3 comes into contact with the gripped member 10 has been described, but the second portion 5b of the fourth link 5 comes into contact with the gripped member 10. In this case, the familiar operation can be realized in the same way.

図10は、本実施の形態のロボットの関節構造を採用した指で被把持部材を把持する際の弾性部材の力学特性を示す図である。なお、図10では、第4のリンク5の第2の部分5bが被把持部材10に接触した直後の指1の状態を一点鎖線で示し、さらにアクチュエータを駆動させてなじみ動作中の指1の状態を実線で示している。 FIG. 10 is a diagram showing the mechanical characteristics of the elastic member when the gripped member is gripped by a finger adopting the joint structure of the robot of the present embodiment. In addition, in FIG. 10, the state of the finger 1 immediately after the second portion 5b of the fourth link 5 comes into contact with the gripped member 10 is shown by a alternate long and short dash line, and the actuator 1 is further driven to drive the finger 1 in a familiar operation. The state is shown by a solid line.

図10に示すように、本実施の形態の指1を用いて被把持部材10を手掌部11とで把持する場合、指1から被把持部材10に作用する力Fは、以下の<式5>で表すことができる。
<式5> F=R(P+T12)=R(P+Fc(R−R))
但し、Rは、中心Oと第4のリンク5の第2の部分5bが被把持部材10に接触する接触点Cとの間隔である。
As shown in FIG. 10, when the gripped member 10 is gripped by the palm portion 11 using the fingers 1 of the present embodiment, the force F t acting on the gripped member 10 from the fingers 1 is expressed by the following <formula. It can be represented by 5>.
<Equation 5> F t = R 4 (P + T 12 ) = R 4 (P + Fc (R 3- R 2 ))
However, R 4 is the distance between the center O 1 and the contact point C where the second portion 5b of the fourth link 5 comes into contact with the gripped member 10.

このとき、力Fは、中心Oと接触点Cとを直径の両端とする円の接線方向に作用し、被把持部材10の側に作用することになる。そのため、本実施の形態でも、弾性部材8の復元力がアクチュエータの駆動力Pに加算されることになり、特許文献1の指100に対して、小さな駆動力Pで被把持部材10を把持することができる。 At this time, the force F t acts in the tangential direction of the circle having the center O 1 and the contact point C at both ends of the diameter, and acts on the side of the member to be gripped 10. Therefore, even in the present embodiment, the restoring force of the elastic member 8 is added to the driving force P of the actuator, and the gripped member 10 is gripped with a small driving force P with respect to the finger 100 of Patent Document 1. be able to.

ちなみに、更にアクチュエータを駆動させると、図10の指1の状態から第4のリンク5が回転軸5d回りに正方向に回転して被把持部材10を第2のリンク3の側に引き上げつつ、第6のリンク7が回転軸7d回りに正方向に回転して被把持部材10になじむ。そして、最終的には、第2のリンク3と、第4のリンク5の第2の部分5bと、第6のリンク7の第2の部分7bと、が被把持部材10に接触し、指1を被把持部材10になじませることができる。 By the way, when the actuator is further driven, the fourth link 5 rotates in the positive direction around the rotation axis 5d from the state of the finger 1 in FIG. 10, and the gripped member 10 is pulled up to the side of the second link 3. The sixth link 7 rotates in the forward direction around the rotation axis 7d and fits into the gripped member 10. Finally, the second link 3, the second portion 5b of the fourth link 5, and the second portion 7b of the sixth link 7 come into contact with the gripped member 10 and finger. 1 can be adapted to the gripped member 10.

なお、上記の実施の形態1及び2では、第2のリンク3と、第4のリンク5の第2の部分5bと、第6のリンク7の第2の部分7bとが、指1の初期状態において略真っ直ぐに配置されているが、若干、屈曲していてもよい。 In the first and second embodiments described above, the second link 3, the second portion 5b of the fourth link 5, and the second portion 7b of the sixth link 7 are the initial stages of the finger 1. Although it is arranged substantially straight in the state, it may be slightly bent.

また、各々のリンク2、3、4、5、6、7の形状や配置は限定されない。さらに、回転軸と貫通孔との関係も限定されない。要するに、第1のリンク2に対して第2のリンク3が回転可能であり、第1のリンク2に対して第3のリンク4が回転可能であり、第2のリンク3及び第3のリンク4に対して第4のリンク5が回転可能であり、第3のリンク4に対して第5のリンク6が回転可能であり、第4のリンク5及び第5のリンク6に対して第6のリンク7が回転可能であればよい。そして、指1の初期状態において、間隔R>Rの関係を満たしていればよい。 Further, the shape and arrangement of the respective links 2, 3, 4, 5, 6 and 7 are not limited. Further, the relationship between the rotation shaft and the through hole is not limited. In short, the second link 3 is rotatable with respect to the first link 2, the third link 4 is rotatable with respect to the first link 2, and the second and third links are rotatable. The fourth link 5 is rotatable relative to 4, the fifth link 6 is rotatable relative to the third link 4, and the sixth link 5 is rotatable relative to the fourth link 5 and the fifth link 6. It suffices if the link 7 of is rotatable. Then, in the initial state of the finger 1, it is sufficient that the relationship of the interval R 1 > R 2 is satisfied.

ここで、第5のリンク6及び第6のリンク7は、省略してもよいが、第5のリンク6及び第6のリンク7を備えていると、被把持部材10に対して細かななじみ動作を実現することができる。 Here, the fifth link 6 and the sixth link 7 may be omitted, but if the fifth link 6 and the sixth link 7 are provided, they are finely familiar with the gripped member 10. The operation can be realized.

<実施の形態3>
図11は、本実施の形態のロボットハンドの構成を模式的に示す図である。図12は、本実施の形態のロボットハンドの示指を模式的に示す図である。図13は、本実施の形態のロボットハンドの示指の弾性部材の配置を説明するための図である。図14は、本実施の形態のロボットハンドの拇指を模式的に示す図である。図15は、図11のXV部分の拡大図である。
<Embodiment 3>
FIG. 11 is a diagram schematically showing the configuration of the robot hand of the present embodiment. FIG. 12 is a diagram schematically showing the index finger of the robot hand of the present embodiment. FIG. 13 is a diagram for explaining the arrangement of the elastic member of the index finger of the robot hand of the present embodiment. FIG. 14 is a diagram schematically showing the thumb of the robot hand of the present embodiment. FIG. 15 is an enlarged view of the XV portion of FIG.

本実施の形態のロボットハンド30は、図11に示すように、手掌部31、示指32、中指33、環指34、小指35及び拇指36を備えており、各々の指32、33、34、35、36は、実施の形態1のロボットハンドの指構造を採用している。ちなみに、図11に示す手掌部31は、手の甲を構成しているが、手の平を構成していてもよい。 As shown in FIG. 11, the robot hand 30 of the present embodiment includes a palm portion 31, a index finger 32, a middle finger 33, a ring finger 34, a little finger 35, and a thumb finger 36, and the respective fingers 32, 33, 34, respectively. 35 and 36 adopt the finger structure of the robot hand of the first embodiment. Incidentally, although the palm portion 31 shown in FIG. 11 constitutes the back of the hand, it may also form the palm.

ここで、示指32、中指33、環指34及び小指35は、リンクの長さを除いて略等しい構成とされているため、示指32を代表して説明する。本実施の形態の示指32は、図12に示すように、第1のリンク41、第2のリンク42、第3のリンク43、第4のリンク44、第5のリンク45、第6のリンク46、第1の弾性部材47及び第2の弾性部材48を備えており、実施の形態1の指1の各リンクと略等しい接続関係である。 Here, since the index finger 32, the middle finger 33, the ring finger 34, and the little finger 35 have substantially the same configuration except for the length of the link, the index finger 32 will be described as a representative. As shown in FIG. 12, the index finger 32 of the present embodiment has a first link 41, a second link 42, a third link 43, a fourth link 44, a fifth link 45, and a sixth link. 46, a first elastic member 47 and a second elastic member 48 are provided, and the connection relationship is substantially the same as that of each link of the finger 1 of the first embodiment.

つまり、第1のリンク41は、実施の形態1の指1の第1のリンク2に対応し、第2のリンク42は、実施の形態1の指1の第2のリンク3に対応する。第3のリンク43は、実施の形態1の指1の第3のリンク4に対応し、第4のリンク44は、実施の形態1の指1の第4のリンク5に対応する。第5のリンク45は、実施の形態1の指1の第5のリンク6に対応し、第6のリンク46は、実施の形態1の指1の第6のリンク7に対応する。 That is, the first link 41 corresponds to the first link 2 of the finger 1 of the first embodiment, and the second link 42 corresponds to the second link 3 of the finger 1 of the first embodiment. The third link 43 corresponds to the third link 4 of the finger 1 of the first embodiment, and the fourth link 44 corresponds to the fourth link 5 of the finger 1 of the first embodiment. The fifth link 45 corresponds to the fifth link 6 of the finger 1 of the first embodiment, and the sixth link 46 corresponds to the sixth link 7 of the finger 1 of the first embodiment.

但し、本実施の形態の第1のリンク41は、アクチュエータ50のピニオン歯車51とで傘歯車を構成する。つまり、第1のリンク41は、側面の周縁に沿って歯が形成された円盤形状のギヤ歯車である。そして、第2のリンク42の一方の端部は、第1のリンク41の略中央に固定された第1の回転軸41aに回転可能に接続されている。また、第3のリンク43の一方の端部は、第1のリンク41に設けられた第2の回転軸41bを介して当該第1のリンク41の側面に回転可能に接続されている。 However, the first link 41 of the present embodiment constitutes a bevel gear with the pinion gear 51 of the actuator 50. That is, the first link 41 is a disk-shaped gear gear having teeth formed along the peripheral edge of the side surface. Then, one end of the second link 42 is rotatably connected to the first rotation shaft 41a fixed to the substantially center of the first link 41. Further, one end of the third link 43 is rotatably connected to the side surface of the first link 41 via a second rotating shaft 41b provided on the first link 41.

なお、本実施の形態では、アクチュエータ50の回転駆動によって第1のリンク41を回転させているが、直動アクチュエータの直動駆動によって第1のリンク41を回転させてもよい。また、ワイヤーやタイミングベルトなどを用いてアクチュエータ50の駆動力を第1のリンク41に伝達してもよい。 In the present embodiment, the first link 41 is rotated by the rotational drive of the actuator 50, but the first link 41 may be rotated by the linear drive of the linear actuator. Further, the driving force of the actuator 50 may be transmitted to the first link 41 by using a wire, a timing belt, or the like.

第1の弾性部材47は、例えば、ゴムなどの樹脂製のリング部材であり、第2のリンク42と第3のリンク43とに掛け渡されている。このように第1の弾性部材47は、樹脂製のリング部材で構成しているため、例えば、第1の弾性部材47としてコイルバネなどを採用する場合に比べて、設置スペースが狭くてよく、また、安価である。このとき、第2のリンク42及び第3のリンク43には、第1の弾性部材47を引っ掛けて固定するための切り欠き部が形成されているとよい。 The first elastic member 47 is, for example, a ring member made of resin such as rubber, and is hung on a second link 42 and a third link 43. Since the first elastic member 47 is made of a resin ring member in this way, the installation space may be narrower than when a coil spring or the like is used as the first elastic member 47, and the installation space may be smaller. , Cheap. At this time, it is preferable that the second link 42 and the third link 43 are formed with notches for hooking and fixing the first elastic member 47.

ここで、示指32は、実施の形態1の指1と略等しい構成であるので、実施の形態1の指1の構成に置き換えて、第1の弾性部材47の配置を説明すると、図13に示すように、示指32の初期状態において、XZ平面上で、第1のリンク41に対する第3のリンク43の回転軸である当該第1のリンク41の第2の回転軸41bの中心Oを通り、且つ中心Oと第3のリンク43に対する第4のリンク44の回転軸である当該第3のリンク43の回転軸43bの中心Oとを通る第1の直線Lと直交する第2の直線Lと、第1の弾性部材47における第3のリンク43との固定点Jと、の間隔Rが、第1のリンク41に対する第2のリンク42の回転軸である当該第1のリンク41の第1の回転軸41aの中心Oを通り、且つ中心Oと第2のリンク42に対する第4のリンク44の回転軸44aの中心Oとを通る第3の直線Lと直交する第4の直線Lと、第1の弾性部材47における第2のリンク4との固定点Jと、の間隔R以上である。つまり、示指32の初期状態において、第1の弾性部材47は、第1のリンク41に対してX軸+側に傾斜している。これにより、実施の形態1と同様に、示指32を屈曲させる際に、第1の弾性部材47の復元力をアクチュエータの駆動力Pに加算することができる。

Here, since the indicator finger 32 has a configuration substantially equal to that of the finger 1 of the first embodiment, the arrangement of the first elastic member 47 will be described in place of the configuration of the finger 1 of the first embodiment. as shown, in the initial state of the index finger 32, on the XZ plane, the center O 6 of the second rotation shaft 41b of the first link 41 is a rotary shaft of the third link 43 to the first link 41 as, the to and orthogonal center O 6 and the first straight line L 5 which passes through the center O 7 of the rotary shaft 43b of the third the third for the link 43, which is the rotating shaft of the fourth link 44 of the link 43 and second linear L 6, and the fixed point J 3 of the third link 43 of the first elastic member 47, the distance R 5 of a rotary shaft of the second link 42 relative to the first link 41 the A third straight line passing through the center O 8 of the first rotating shaft 41a of the first link 41 and passing through the center O 8 and the center O 9 of the rotating shaft 44a of the fourth link 44 with respect to the second link 42. The distance between the fourth straight line L 8 orthogonal to L 7 and the fixed point J 4 between the second link 4 2 in the first elastic member 47 is R 6 or more. That is, in the initial state of the index finger 32, the first elastic member 47 is inclined to the X-axis + side with respect to the first link 41. As a result, the restoring force of the first elastic member 47 can be added to the driving force P of the actuator when the index finger 32 is bent, as in the first embodiment.

第2の弾性部材48は、例えば、ゴムなどの樹脂製のリング部材であり、第4のリンク44と第5のリンク45とに掛け渡されている。このとき、図13に示すように、示指32の初期状態において、XY平面上で、中心Oを通り、且つ中心Oと第4のリンク44に対する第6のリンク46の回転軸46aの中心O10とを通る第5の直線Lと直交する第6の直線L10と、第2の弾性部材48における第5のリンク45との固定点Jと、の間隔Rは、第6の直線L10と、第2の弾性部材48における第4のリンク44との固定点Jと、の間隔R以上である。つまり、示指32の初期状態において、固定点Jは、大凡、固定点Jに対して示指32の指先側に配置される。 The second elastic member 48 is, for example, a ring member made of resin such as rubber, and is hung on a fourth link 44 and a fifth link 45. At this time, as shown in FIG. 13, in the initial state of the index finger 32, on the XY plane, through the center O 9, and the center of the rotation shaft 46a of the sixth link 46 center O 9 and for the fourth link 44 The distance R 7 between the sixth straight line L 10 orthogonal to the fifth straight line L 9 passing through O 10 and the fixed point J 5 between the fifth link 45 in the second elastic member 48 is the sixth. The distance between the straight line L 10 and the fixed point J 6 between the straight line L 10 and the fourth link 44 in the second elastic member 48 is R 8 or more. That is, in the initial state of the index finger 32, the fixed point J 5 is generally arranged on the fingertip side of the index finger 32 with respect to the fixed point J 6.

これにより、第2の弾性部材48も、第1の弾性部材47と同様に、示指32のなじみ動作において、示指32が初期状態から屈曲状態になるのに従って伸長して復元力が増加する。そのため、第4のリンク44及び第6のリンク46を回転させる際に、第2の弾性部材48の復元力をアクチュエータの駆動力Pに加算することができる。 As a result, the second elastic member 48 also expands and the restoring force increases as the index finger 32 changes from the initial state to the bent state in the familiar operation of the index finger 32, similarly to the first elastic member 47. Therefore, when rotating the fourth link 44 and the sixth link 46, the restoring force of the second elastic member 48 can be added to the driving force P of the actuator.

しかも、第2の弾性部材48も、樹脂製のリング部材で構成しているため、例えば、第2の弾性部材48としてコイルバネなどを採用する場合に比べて、設置スペースが狭くてよく、また、安価である。このとき、第4のリンク44及び第5のリンク45には、第2の弾性部材48を引っ掛けて固定するための切り欠き部が形成されているとよい。 Moreover, since the second elastic member 48 is also made of a resin ring member, the installation space may be narrower than when a coil spring or the like is used as the second elastic member 48, and the installation space may be smaller. It's cheap. At this time, it is preferable that the fourth link 44 and the fifth link 45 are formed with notches for hooking and fixing the second elastic member 48.

なお、第1の弾性部材47及び第2の弾性部材48は、樹脂製のリング部材に限定されず、実施の形態1と同様にコイルバネなどでもよい。また、第1の弾性部材47及び第2の弾性部材48は、ゴムに限らず、復元力を発現する部材であればよい。但し、第2の弾性部材48は、省略することもできる。 The first elastic member 47 and the second elastic member 48 are not limited to the resin ring member, and may be a coil spring or the like as in the first embodiment. Further, the first elastic member 47 and the second elastic member 48 are not limited to rubber, and may be any member that exhibits a restoring force. However, the second elastic member 48 may be omitted.

拇指36は、図14に示すように、基部61、第1のリンク62、第2のリンク63、第3のリンク64、第4のリンク65及び弾性部材66を備えている。基部61は、拇指36を内外転させるための回転軸67を介して回転可能に手掌部31に接続されている。回転軸67には、第1のアクチュエータ68から回転トルクが伝達可能に当該第1のアクチュエータ68に接続されており、第1のアクチュエータ68が駆動すると、回転軸67回りに拇指36が内外転する。これにより、拇指36を示指32などと対向させることができる。 As shown in FIG. 14, the thumb 36 includes a base 61, a first link 62, a second link 63, a third link 64, a fourth link 65, and an elastic member 66. The base portion 61 is rotatably connected to the palm portion 31 via a rotation shaft 67 for inverting and abducting the thumb 36. The rotary shaft 67 is connected to the first actuator 68 so that rotational torque can be transmitted from the first actuator 68. When the first actuator 68 is driven, the thumb 36 inverts and abducts around the rotary shaft 67. .. As a result, the thumb 36 can be made to face the index finger 32 and the like.

第1のリンク62は、円盤形状に形成されており、第2のアクチュエータ69の回転トルクに基づいて、第1のリンク62の略中央に固定された第1の回転軸62a回りに回転する。第2のリンク63は、実施の形態1の指1の第2のリンク3に対応し、拇指36の基節を成す。そして、第2のリンク63の一方の端部は、第1のリンク62の第1の回転軸62aに回転可能に接続されている。 The first link 62 is formed in a disk shape and rotates around a first rotation shaft 62a fixed at substantially the center of the first link 62 based on the rotational torque of the second actuator 69. The second link 63 corresponds to the second link 3 of the finger 1 of the first embodiment and forms the proximal phalanx of the thumb 36. Then, one end of the second link 63 is rotatably connected to the first rotation shaft 62a of the first link 62.

第3のリンク64は、実施の形態1の指1の第3のリンク4に対応し、第3のリンク64の一方の端部は、第1のリンク62に設けられた第2の回転軸62bを介して当該第1のリンク62の側面に回転可能に接続されている。第4のリンク65は、実施の形態1の指1の第6のリンク7に対応し、拇指36の末節を成す。そして、第4のリンク65は、第4のリンク65に設けられた回転軸65aを介して当該第2のリンク63の他方の端部に回転可能に接続され、また、第3のリンク64に設けられた回転軸64aを介して当該第3のリンク64の他方の端部に回転可能に接続されている。 The third link 64 corresponds to the third link 4 of the finger 1 of the first embodiment, and one end of the third link 64 is a second rotating shaft provided on the first link 62. It is rotatably connected to the side surface of the first link 62 via 62b. The fourth link 65 corresponds to the sixth link 7 of the finger 1 of the first embodiment and forms the last node of the thumb 36. Then, the fourth link 65 is rotatably connected to the other end of the second link 63 via a rotation shaft 65a provided on the fourth link 65, and is also connected to the third link 64. It is rotatably connected to the other end of the third link 64 via a rotating shaft 64a provided.

このようなロボットハンド30は、実施の形態1と同様の弾性部材の配置を採用して各指32、33、34、35、36を構成しているため、実施の形態1と同様に、アクチュエータ50及び第2のアクチュエータ69の小型化に寄与でき、それに伴い、ロボットハンド30を小型化すると共に、軽量化することができる。 Since such a robot hand 30 adopts the same arrangement of elastic members as in the first embodiment and constitutes each finger 32, 33, 34, 35, 36, the actuator is as in the first embodiment. It can contribute to the miniaturization of the 50 and the second actuator 69, and accordingly, the robot hand 30 can be miniaturized and lightened.

ここで、本実施の形態の環指34及び小指35は、一つのアクチュエータ50の駆動力に基づいて動作させるとよい。詳細には、図15に示すように、環指34における第1のリンク41の第1の回転軸41aと小指35における第1のリンク41の第1の回転軸41aとがユニバーサルジョイント70に介して接続されている。 Here, the ring finger 34 and the little finger 35 of the present embodiment may be operated based on the driving force of one actuator 50. Specifically, as shown in FIG. 15, the first rotating shaft 41a of the first link 41 in the ring finger 34 and the first rotating shaft 41a of the first link 41 in the little finger 35 are interposed through the universal joint 70. Is connected.

これにより、環指34及び小指35を一つのアクチュエータ50の駆動力に基づいて動作させることができ、更にロボットハンド30を小型化すると共に、軽量化することができる。このとき、環指34及び小指35は、リンク構造により、被把持部材に対して個別にならい動作させることができる。 As a result, the ring finger 34 and the little finger 35 can be operated based on the driving force of one actuator 50, and the robot hand 30 can be further reduced in size and weight. At this time, the ring finger 34 and the little finger 35 can be individually imitated with respect to the member to be gripped by the link structure.

なお、示指32、中指33、環指34及び小指35も、拇指36と同様に内外転可能な構成とされてもよい。 The index finger 32, the middle finger 33, the ring finger 34, and the little finger 35 may also have a configuration capable of adduction and abduction like the thumb 36.

また、本実施の形態のロボットハンド30は、示指32、中指33、環指34、小指35及び拇指36を備えた構成とされているが、指の本数は限定されない。 Further, the robot hand 30 of the present embodiment is configured to include the index finger 32, the middle finger 33, the ring finger 34, the little finger 35, and the thumb 36, but the number of fingers is not limited.

本発明は上記の実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記の実施の形態のロボットの関節構造は、ロボットハンドの指に採用したが、これに限らず、ロボットの関節部に採用することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit.
The robot joint structure of the above embodiment is adopted for the fingers of the robot hand, but is not limited to this, and can be adopted for the joint portion of the robot.

1 指
2 第1のリンク、2a 第1の回転軸、2b 第2の回転軸
3 第2のリンク、3a 第1の貫通孔、3b 第2の貫通孔、3c 切り欠き部
4 第3のリンク、4a 第1の貫通孔、4b 回転軸、4c 突出部、4d 第2の貫通孔、4e 切り欠き部
5 第4のリンク、5a 第1の部分、5b 第2の部分、5c 第1の貫通孔、5d 回転軸、5e 第2の貫通孔
6 第5のリンク、6a 第1の回転軸、6b 第2の回転軸
7 第6のリンク、7a 第1の部分、7b 第2の部分、7c 貫通孔、7d 回転軸
8 弾性部材
9 平行リンク機構
10 被把持部材
11 手掌部
30 ロボットハンド
31 手掌部
32 示指
33 中指
34 環指
35 小指
36 拇指
41 第1のリンク、41a 第1の回転軸、41b 第2の回転軸
42 第2のリンク
43 第3のリンク、43b 回転軸
44 第4のリンク、44a 回転軸
45 第5のリンク
46 第6のリンク、46a 回転軸
47 第1の弾性部材
48 第2の弾性部材
50 アクチュエータ
51 ピニオン歯車
61 基部
62 第1のリンク、62a 第1の回転軸、62b 第2の回転軸
63 第2のリンク
64 第3のリンク、64a 回転軸
65 第4のリンク、65a 回転軸
66 弾性部材
67 回転軸
68 第1のアクチュエータ
69 第2のアクチュエータ
70 ユニバーサルジョイント
1 Finger 2 1st link, 2a 1st rotation axis, 2b 2nd rotation axis 3 2nd link, 3a 1st through hole, 3b 2nd through hole, 3c notch 4 3rd link 4, 4a 1st through hole, 4b rotating shaft, 4c overhang, 4d 2nd through hole, 4e notch 5 4th link, 5a 1st part, 5b 2nd part, 5c 1st through Hole, 5d rotation shaft, 5e second through hole 6 fifth link, 6a first rotation shaft, 6b second rotation shaft 7 sixth link, 7a first part, 7b second part, 7c Through hole, 7d rotating shaft 8 elastic member 9 parallel link mechanism 10 gripped member 11 palm part 30 robot hand 31 palm part 32 indicator 33 middle finger 34 ring finger 35 small finger 36 thumb finger 41 first link, 41a first rotating shaft, 41b 2nd rotating shaft 42 2nd link 43 3rd link, 43b rotating shaft 44 4th link, 44a rotating shaft 45 5th link 46 6th link, 46a rotating shaft 47 1st elastic member 48 Second elastic member 50 Actuator 51 Pinion gear 61 Base 62 First link, 62a First rotation shaft, 62b Second rotation shaft 63 Second link 64 Third link, 64a Rotation shaft 65 Fourth link , 65a Rotating shaft 66 Elastic member 67 Rotating shaft 68 First actuator 69 Second actuator 70 Universal joint

Claims (3)

アクチュエータによって第1の回転軸回りに回転可能な第1のリンクと、
前記第1のリンクに対して前記第1の回転軸回りに回転可能な第2のリンクと、
前記第1のリンクに対して第2の回転軸回りに回転可能な第3のリンクと、
前記第2のリンクに対して第3の回転軸回りに回転可能で、且つ前記第3のリンクに対して第4の回転軸回りに回転可能な第4のリンクと、
を有し、前記第1の回転軸と前記第2の回転軸と前記第3の回転軸と前記第4の回転軸とが異なる4節リンク機構を備える、ロボットの関節構造であって、
一方の端部が前記第2のリンクに固定され、他方の端部が前記第3のリンクに固定された第1の弾性部材と、
前記第3のリンクに対して第5の回転軸回りに回転可能な第5のリンクと、
前記第4のリンクに対して第6の回転軸回りに回転可能で、且つ前記第5のリンクに対して第7の回転軸回りに回転可能な第6のリンクと、
一方の端部が前記第4のリンクに固定され、他方の端部が前記第5のリンクに固定された第2の弾性部材と、
を有し、
指の伸展状態を初期状態としたとき、前記第1の弾性部材は、前記指が屈曲状態になるのに従って伸長して復元力が増加し、
前記指の初期状態において、前記第1の回転軸が延在する方向と直交する平面上で、前記第2の回転軸の中心を通り、且つ前記第2の回転軸の中心と前記第4の回転軸の中心とを通る第1の直線と直交する第2の直線と、前記第3のリンクと前記第1の弾性部材の他方の端部との固定点と、の間隔は、前記第1の回転軸の中心を通り、且つ前記第1の回転軸の中心と前記第3の回転軸の中心とを通る第3の直線と直交する第4の直線と、前記第2のリンクと前記第1の弾性部材の一方の端部との固定点と、の間隔以上であり、
前記第2の弾性部材は、前記指が屈曲状態になるのに従って伸長して復元力が増加し、
前記指の初期状態において、前記第3の回転軸が延在する方向と直交する平面上で、前記第3の回転軸の中心を通り、且つ前記第3の回転軸の中心と前記第6の回転軸の中心とを通る第5の直線と直交する第6の直線と、前記第5のリンクと前記第2の弾性部材の他方の端部との固定点と、の間隔は、前記第6の直線と、前記第4のリンクと前記第2の弾性部材の一方の端部との固定点と、の間隔以上である、ロボットの関節構造。
A first link that can be rotated around the first axis of rotation by an actuator,
A second link that can rotate about the first axis of rotation with respect to the first link,
A third link that can rotate about a second axis of rotation with respect to the first link,
A fourth link that is rotatable about a third rotation axis with respect to the second link and is rotatable about a fourth rotation axis with respect to the third link.
A robot joint structure comprising a four-node link mechanism in which the first rotation axis, the second rotation axis, the third rotation axis, and the fourth rotation axis are different from each other.
A first elastic member whose one end is fixed to the second link and whose other end is fixed to the third link .
A fifth link that can rotate about a fifth axis of rotation with respect to the third link,
A sixth link that is rotatable about a sixth rotation axis with respect to the fourth link and is rotatable about a seventh rotation axis with respect to the fifth link.
A second elastic member whose one end is fixed to the fourth link and whose other end is fixed to the fifth link.
Have,
When the extended state of the finger is set to the initial state, the first elastic member is extended as the finger is in the bent state, and the restoring force is increased.
In the initial state of the finger, on a plane orthogonal to the direction in which the first rotation axis extends, the center of the second rotation axis passes through the center of the second rotation axis, and the center of the second rotation axis and the fourth rotation axis. The distance between the second straight line orthogonal to the first straight line passing through the center of the rotation axis and the fixing point between the third link and the other end of the first elastic member is the first. A fourth straight line passing through the center of the rotation axis of the above and orthogonal to a third straight line passing through the center of the first rotation axis and the center of the third rotation axis, the second link, and the second. a fixed point and one end of the first elastic member state, and are more intervals,
The second elastic member expands as the finger becomes bent, and the restoring force increases.
In the initial state of the finger, on a plane orthogonal to the direction in which the third rotation axis extends, the center of the third rotation axis passes through the center of the third rotation axis, and the center of the third rotation axis and the sixth rotation axis. The distance between the sixth straight line orthogonal to the fifth straight line passing through the center of the rotation axis and the fixing point between the fifth link and the other end of the second elastic member is the sixth. line and, the one fixed point of the end of the fourth link and the second elastic member, Ru der above interval, articulated structure of the robot.
前記第1の弾性部材は、樹脂製のリング部材である、請求項1に記載のロボットの関節構造。 The robot joint structure according to claim 1, wherein the first elastic member is a resin ring member. 前記第2の弾性部材は、樹脂製のリング部材である、請求項1又は2に記載のロボットの関節構造。 The robot joint structure according to claim 1 or 2 , wherein the second elastic member is a resin ring member.
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